廣州市土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)研究

王楓，葉長(zhǎng)盛

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，廣州510642;2.東華理工大學(xué)地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，江西撫州344000)

改革開放以來，廣州經(jīng)濟(jì)保持了高速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，國(guó)民經(jīng)濟(jì)和各項(xiàng)事業(yè)取得了巨大成就。城市土地利用作為當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會(huì)中最活躍和最普遍的活動(dòng)[1]，對(duì)廣州經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要的貢獻(xiàn)作用，單位土地面積財(cái)政收入從1995年末的134.17萬元/km2提高到2007年末的1 128.53萬元/km2，年均增長(zhǎng)57%。但是與此同時(shí)，由于對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過分強(qiáng)調(diào)，人類對(duì)土地資源的干預(yù)程度也越來越大，使得土地利用方式發(fā)生巨大改變[2]，導(dǎo)致目前城市水質(zhì)污染、固體廢棄物污染、酸雨污染、土壤污染、水土流失等一系列生態(tài)環(huán)境問題越來越嚴(yán)重，已經(jīng)成為制約廣州經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”。

區(qū)域土地利用與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系問題一直是學(xué)界關(guān)注的問題之一[3-4]。圍繞此課題，國(guó)外相關(guān)研究多側(cè)重區(qū)域土地利用變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[5-7]，并已涉及到二者之間定量關(guān)系的研究[8]。國(guó)內(nèi)研究則更注重于運(yùn)用實(shí)例對(duì)土地利用覆被的變化過程、驅(qū)動(dòng)機(jī)制及預(yù)測(cè)模型進(jìn)行探討[9-11]。近年來，隨著我國(guó)新一輪土地利用總體規(guī)劃工作的展開，土地利用與生態(tài)環(huán)境關(guān)系協(xié)調(diào)的研究正成為國(guó)內(nèi)研究的前沿和熱點(diǎn)，但多數(shù)研究側(cè)重于土地利用與生態(tài)環(huán)境關(guān)系協(xié)調(diào)的定性分析[12-14]，針對(duì)某一單一城市采用系統(tǒng)分析法對(duì)綜合土地利用與生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)耦合機(jī)理的研究成果基本缺乏。本文正是基于這種思想，以廣州市為研究區(qū)域，在對(duì)土地利用綜合水平與生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量進(jìn)行測(cè)度的基礎(chǔ)上，結(jié)合協(xié)調(diào)發(fā)展系數(shù)、動(dòng)態(tài)和靜態(tài)協(xié)調(diào)度，構(gòu)建土地利用與生態(tài)環(huán)境發(fā)展的15種模式，以準(zhǔn)確定位和描述廣州市不同時(shí)段土地利用與生態(tài)環(huán)境的運(yùn)行發(fā)展軌跡，企圖為該區(qū)域制定土地利用與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展政策提供決策參考。

1 土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

本文從土地利用與生態(tài)環(huán)境交互脅迫的作用機(jī)理出發(fā)，基于協(xié)同系統(tǒng)分析視角，遵循整體性、科學(xué)性、層次性、可行性等原則，利用CNKI數(shù)據(jù)庫對(duì)近年來有關(guān)土地利用與生態(tài)環(huán)境的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行頻度統(tǒng)計(jì)，選出研究者使用頻率較高的指標(biāo)，建立指標(biāo)體系。

土地利用和生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)發(fā)展水平的評(píng)價(jià)涉及資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境因素等各方面，包括眾多因子。本文從土地利用結(jié)構(gòu)、土地投入強(qiáng)度、土地利用程度和土地利用效果4個(gè)層面11項(xiàng)指標(biāo)來刻畫土地利用系統(tǒng)綜合水平[15]，從生態(tài)環(huán)境壓力、生態(tài)環(huán)境狀態(tài)和生態(tài)環(huán)境響應(yīng)3個(gè)層面12項(xiàng)指標(biāo)建立反映生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平的指標(biāo)體系[16](表1)。

表1 土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展系統(tǒng)指標(biāo)體系

2 廣州市土地利用與生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平的測(cè)度

求土地利用、生態(tài)環(huán)境兩個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度值，首先要計(jì)算出兩個(gè)系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平指數(shù)，為盡量減少人為因素，本文采用主成分分析法(Principal Component Analysis，簡(jiǎn)稱PCA法)對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)綜合發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，其突出優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)各原始指標(biāo)的權(quán)數(shù)確定不帶有人的主觀意識(shí)，比較客觀科學(xué)，從而提高了評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。主成分分析的具體步驟參見文獻(xiàn)[18]，由于指標(biāo)的同趨勢(shì)化是運(yùn)用該方法的重要步驟，所以需將評(píng)價(jià)指標(biāo)中的適度和逆向指標(biāo)正向化。本文采用的指標(biāo)正向化[19]方法如下:

①對(duì)于適度指標(biāo)，可通過下面公式將其轉(zhuǎn)換為正指標(biāo):

②對(duì)于逆指標(biāo)，正向化處理公式為:

式中 ，A 取值為1，10，100，1 000，…，根據(jù)各個(gè)指標(biāo)最大值的差異來確定。如果指標(biāo)最大值介于0～10(不含10)，則 A取值1;如果指標(biāo)最大值介于10～100(不含100)，則A取值10;如果指標(biāo)最大值介于100～1 000(不含1 000)，則 A取值100;依此類推。本研究中將未利用地比例、單位面積工業(yè)廢水排放量、單位面積工業(yè)廢氣排放量、單位面積工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量以及水土流失面積比例認(rèn)為是逆指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行了正向化處理。

指標(biāo)正向化后按照主成分分析步驟經(jīng)SPSS 13.0軟件處理計(jì)算得到廣州市1995-2007年間的土地利用與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)(表2)。

表2 土地利用與生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指數(shù)

廣州市土地利用與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)表明，13 a間土地利用綜合指數(shù)總體呈現(xiàn)出逐年上升趨勢(shì)，但土地利用對(duì)生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)表現(xiàn)出的頡頏作用也是顯然的。按照土地利用與生態(tài)環(huán)境的交互作用機(jī)理可以將其分為三個(gè)階段:第一階段(1995-1997年)，土地利用綜合指數(shù)逐漸增加，生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)略微下降，表現(xiàn)出與之相反的發(fā)展趨勢(shì)，土地利用對(duì)生態(tài)環(huán)境表現(xiàn)出一定的頡頏作用;第二階段(1998-2005年)，土地利用與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)都表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)，生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù) 2005年達(dá)到最大值(2.348)，兩者的發(fā)展趨勢(shì)具有一致性;第三階段(2006-2007年)，土地利用綜合指數(shù)迅速增加，2007年土地利用綜合指數(shù)達(dá)到了最高值(4.406)，生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)表現(xiàn)出與之相反的發(fā)展趨勢(shì)，土地利用對(duì)生態(tài)環(huán)境表現(xiàn)出顯著的頡頏作用。

3 廣州市土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展模型構(gòu)建與分析

協(xié)調(diào)發(fā)展是以實(shí)現(xiàn)人的全面發(fā)展為目的，通過區(qū)域內(nèi)的人口、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技、環(huán)境、資源等六大系統(tǒng)及各系統(tǒng)內(nèi)部各元素間的相互協(xié)作、相互配合和相互促進(jìn)而形成的社會(huì)發(fā)展的良性循環(huán)態(tài)勢(shì)[20]，是一種動(dòng)態(tài)的發(fā)展系統(tǒng)。本文引入?yún)f(xié)調(diào)發(fā)展系數(shù)、動(dòng)態(tài)和靜態(tài)協(xié)調(diào)度函數(shù)來定量衡量協(xié)調(diào)發(fā)展程度，以此為基礎(chǔ)歸納出廣州市土地利用與生態(tài)環(huán)境的發(fā)展模式。

首先對(duì)土地利用綜合指數(shù)、生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)進(jìn)行回歸分析，建立回歸模型以求得與生態(tài)環(huán)境(土地利用)相協(xié)調(diào)的土地利用綜合指數(shù)(生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù))，然后再進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)度的計(jì)算;最后，對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行分析。

3.1 回歸模型的建立

運(yùn)用SPSS 13.0對(duì)土地利用和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，建立回歸方程:

式中:Y——生態(tài)環(huán)境的綜合發(fā)展水平;X——土地利用的綜合發(fā)展水平，都經(jīng)過了顯著性水平為0.001的檢驗(yàn)假設(shè)，方程顯著有意義。從中可以看出土地利用綜合水平和生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平并沒有表現(xiàn)出典型的倒“U”型曲線關(guān)系而是表現(xiàn)三次曲線關(guān)系，由此也可以說明在不同區(qū)域，由于環(huán)境政策、區(qū)域發(fā)展模式等方面的原因，環(huán)境庫茲涅茨倒“U”型演變曲線可能呈現(xiàn)出多樣性特征。

佛經(jīng)漢譯運(yùn)動(dòng)中，占主導(dǎo)地位的是外來譯者。據(jù)孔慧怡（2005：63）估算，外來譯者和本土譯者的比例約是10：1。從主譯者影響力來看，在外來譯者占主導(dǎo)地位的主流之中，本土譯者地位呈逐漸上升的趨勢(shì)。梁?jiǎn)⒊?014：168）認(rèn)為，自漢迄唐，六百余年間，佛經(jīng)翻譯譯者模式大致可分三期：“第一，外國(guó)人主譯期。第二，中外人共譯期。第三，本國(guó)人主譯期?！敝劣谶@三階段合作的具體情形，《宋高僧傳》有云：

3.2 靜態(tài)協(xié)調(diào)度和發(fā)展模型的構(gòu)建

然而，由于協(xié)調(diào)系數(shù)只是反映了一個(gè)系統(tǒng)對(duì)另一個(gè)系統(tǒng)的單向協(xié)調(diào)發(fā)展程度，并不能反映系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展程度，所以引入靜態(tài)協(xié)調(diào)度函數(shù)[21]:

靜態(tài)協(xié)調(diào)度函數(shù)的大小表示土地利用與生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展程度，把土地利用的實(shí)際指數(shù)和與當(dāng)年生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的土地利用指數(shù)進(jìn)行比較，可以判斷當(dāng)年土地利用與生態(tài)環(huán)境的發(fā)展程度，結(jié)合兩者的發(fā)展水平及前人的研究成果作者將其歸納為15個(gè)系統(tǒng)發(fā)展模式標(biāo)準(zhǔn)(表3)。

值得說明的是此劃分標(biāo)準(zhǔn)只是相對(duì)的，如此劃分的目的主要是為了研究廣州市近期土地利用與生態(tài)環(huán)境的發(fā)展模式軌跡，以期為政府部門制定宏觀決策和實(shí)施管理提供參考。

將廣州市1995-2007年的生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)Y代入式(3)得到相關(guān)協(xié)調(diào)值X′，再把所得數(shù)據(jù)代入式(5)、(6)得到土地利用與生態(tài)環(huán)境的靜態(tài)協(xié)調(diào)度函數(shù)值。根據(jù)上述發(fā)展模式標(biāo)準(zhǔn)可以得到廣州市13 a間土地利用與生態(tài)環(huán)境的發(fā)展模式表(表4)。

表3 土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展模式標(biāo)準(zhǔn)

表4 廣州市1995-2007年土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r

根據(jù)表4分析，由于政策法規(guī)、城市建設(shè)、資源條件等因素的綜合作用，廣州市土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的演化過程在近13 a間總體呈現(xiàn)出4種發(fā)展軌跡。

第一階段:1995-1996年，表現(xiàn)為土地利用滯后型的強(qiáng)勢(shì)協(xié)調(diào)發(fā)展模式穩(wěn)定的過程。1995年和1996年實(shí)際土地利用綜合指數(shù)分別為-2.812和-2.442，接近于生態(tài)環(huán)境所要求的土地利用綜合指數(shù)(分別為-2.249和-2.256)，土地利用與生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)出強(qiáng)勢(shì)協(xié)調(diào)發(fā)展模式。此階段土地開發(fā)利用速度滯后于生態(tài)環(huán)境建設(shè)，土地利用對(duì)生態(tài)環(huán)境的頡頏作用仍在生態(tài)環(huán)境的承受范圍之內(nèi)。

第二階段:1997-1999年，表現(xiàn)為土地利用超前型的強(qiáng)勢(shì)協(xié)調(diào)發(fā)展模式穩(wěn)定的過程。這一階段實(shí)際土地利用綜合指數(shù)均大于生態(tài)環(huán)境所要求的土地利用綜合指數(shù)，土地開發(fā)利用的速度已經(jīng)影響了生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。

第三階段:2000-2005年，土地利用滯后型的協(xié)調(diào)程度有所降低的過程。2000-2003年實(shí)際土地利用綜合指數(shù)均接近于生態(tài)環(huán)境所要求的土地利用綜合指數(shù)，兩者呈現(xiàn)出強(qiáng)勢(shì)協(xié)調(diào)發(fā)展模式。2004年實(shí)際土地利用綜合指數(shù)(1.184)與生態(tài)環(huán)境所要求的土地利用綜合指數(shù)(2.578)的差距增大，兩者的協(xié)調(diào)水平有所降低，呈現(xiàn)出強(qiáng)勢(shì)基本協(xié)調(diào)發(fā)展模式。此后，實(shí)際土地利用綜合指數(shù)與生態(tài)環(huán)境所要求的土地利用綜合指數(shù)的差距有所縮小，土地利用與生態(tài)環(huán)境發(fā)展表現(xiàn)出由強(qiáng)勢(shì)基本協(xié)調(diào)發(fā)展模式到強(qiáng)勢(shì)協(xié)調(diào)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變。此階段實(shí)際土地利用綜合指數(shù)均低于生態(tài)環(huán)境所要求的土地利用綜合指數(shù)，土地開發(fā)利用對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響減小，回到生態(tài)環(huán)境的承受范圍之內(nèi)。

第四階段:2006-2007年，土地利用超前型的協(xié)調(diào)程度有所降低的過程。2006年隨著實(shí)際土地利用綜合指數(shù)的增加和生態(tài)環(huán)境所要求的土地利用綜合指數(shù)的降低，實(shí)際土地利用綜合指數(shù)(3.16)高于生態(tài)環(huán)境所要求的土地利用綜合指數(shù)(2.434)，土地利用與生態(tài)環(huán)境發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)橥恋乩贸靶蛷?qiáng)勢(shì)協(xié)調(diào)發(fā)展模式。2007年，實(shí)際土地利用綜合指數(shù)進(jìn)一步增大，達(dá)到13 a來的最高值(4.406)，與生態(tài)環(huán)境所要求的土地利用綜合指數(shù)(2.203)的差距也進(jìn)一步拉大，土地利用與生態(tài)環(huán)境表現(xiàn)出了土地利用超前型弱勢(shì)協(xié)調(diào)發(fā)展模式?？梢灶A(yù)測(cè)，未來幾年內(nèi)生態(tài)環(huán)境對(duì)土地利用的支撐作用會(huì)減弱，生態(tài)環(huán)境問題將會(huì)限制土地的開發(fā)利用，所以強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)治理、協(xié)調(diào)土地利用與生態(tài)環(huán)境建設(shè)就成為未來土地管理的中心工作。

3.3 動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)度的計(jì)算

反映兩系統(tǒng)間相互協(xié)調(diào)發(fā)展程度的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)度Cd(t)的計(jì)算公式如下[21]:

其中 ，0＜Cd(t)＜1;Cs(t-T+1)，Cs(t-T+2)，Cs(t-1)，為系統(tǒng)在(t-T)-t這一時(shí)段中各個(gè)時(shí)刻的靜態(tài)協(xié)調(diào)度。設(shè)t2＞t1(任意兩個(gè)不同時(shí)刻)，若Cs(t2)≥Cs(t1)，則表明系統(tǒng)一直處于協(xié)調(diào)發(fā)展的軌跡上。

結(jié)合圖1分析，土地利用與生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)指數(shù)1995-2007年整體呈現(xiàn)出下降的態(tài)勢(shì)，說明廣州市土地利用與生態(tài)環(huán)境逐漸在偏離協(xié)調(diào)發(fā)展的軌跡。

圖1 土地利用與生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)度變化

4 結(jié)論

(1)土地利用與生態(tài)環(huán)境相互影響、相互制約、相互促進(jìn)。盡管目前對(duì)土地利用與生態(tài)環(huán)境關(guān)系協(xié)調(diào)的研究已經(jīng)取得了較大進(jìn)展，但對(duì)綜合土地利用與生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)耦合機(jī)理的研究尚未給予足夠的關(guān)注。基于土地利用綜合水平、生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)基礎(chǔ)之上的協(xié)調(diào)發(fā)展模型，能夠?qū)崿F(xiàn)土地利用與生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)間協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r的定量評(píng)價(jià)，可信度較高，可操作性較強(qiáng)。

(2)1995-2007年廣州市土地利用與生態(tài)環(huán)境之間的發(fā)展模式以強(qiáng)勢(shì)協(xié)調(diào)為主，總體經(jīng)歷了土地利用滯后型強(qiáng)勢(shì)協(xié)調(diào)發(fā)展模式到土地利用超前型強(qiáng)勢(shì)協(xié)調(diào)發(fā)展模式再到土地利用超前型弱勢(shì)協(xié)調(diào)發(fā)展模式的演化過程;土地利用與生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)度整體呈現(xiàn)出下降的態(tài)勢(shì)，二者逐漸在偏離協(xié)調(diào)發(fā)展的軌跡。

(3)建議廣州現(xiàn)階段土地資源開發(fā)要在控制建設(shè)用地規(guī)模、提高工業(yè)用地集約利用水平的同時(shí)，注意經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過科技創(chuàng)新，降低能耗，加大對(duì)環(huán)?？蒲械馁Y金投入，發(fā)展清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)土地資源的可持續(xù)利用。

(4)鑒于數(shù)據(jù)的缺省，僅從縱向的角度整體上對(duì)廣州市土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，未對(duì)廣州市各區(qū)域土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r的好壞進(jìn)行評(píng)價(jià)，也未與其他大城市進(jìn)行橫向?qū)Ρ确治鲆哉覝?zhǔn)差距，待繼續(xù)深化研究，這對(duì)廣州市土地資源的可持續(xù)利用是非常有意義的。

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